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汽车嵌入式系统的发展历史“AG亚博”

AG亚博 科技 2021年01月06日
本文摘要:嵌入式系统具有体积小、功耗低、集成度低、子系统间通信融合等优点。嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。汽车SoC系统是嵌入式技术在汽车电子领域的高端应用,符合现代汽车电子控制系统功能大幅扩展、逻辑更简单、子系统间通信频率大幅提高的排斥性,代表了汽车电子技术的发展趋势。

系统

嵌入式系统是绿色计算领域最重要的组成部分,是在嵌入式对象主机系统中完成某些特定功能的特殊计算机系统。嵌入式系统具有体积小、功耗低、集成度低、子系统间通信融合等优点。随着汽车技术的发展和微处理器技术的不断进步,它在汽车电子技术中得到了广泛的应用。

目前,对于车身控制、底盘控制、发动机管理、主动和被动安全系统、汽车娱乐和信息系统至关重要的嵌入式技术遭到了反对。1汽车嵌入式系统的发展历史嵌入式系统产生于微型计算机时代,经历了独立国家单片机发展的漫长道路。

嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。类似于嵌入式微处理器的发展,汽车嵌入式系统可以分为三个发展阶段:第一阶段:单片机(单片机)系统。以4位和低级8位微处理器为核心,将CPU和外围电路构建在一个芯片上,该芯片配有外部段总线、串行通信模块、SFR模块和布尔指令系统。硬件结构和功能简单,处理效率低,存储容易且体积小,软件结构简单,不需要嵌入式操作系统。

这个底层的汽车单片机系统主要用于任何控制场合,非常简单,数据处理少,实时性低的场合,比如雨刮器、车灯系统、仪表盘、电动门窗等。图1汽车嵌入式SoC系统结构的第二阶段:MCU(微控制器单元)系统。

以高端8位和16位处理器为核心,内置很多外部模块功能单元,如A/D切换、PWM、PCA、看门狗、高速I/O端口等。都是内置的,芯片之间配备串行总线;软件结构复杂,程序数据量明显增加。第二代汽车嵌入式系统需要完成非常简单的动态任务,已经广泛应用于汽车电子控制系统,如ABS系统、智能气囊、主动悬架、发动机管理系统等。

第三阶段:SoC(SystemofChips)系统。以高性能32位甚至64位嵌入式处理器为核心,在拒绝海量线性时间信号的慢速处理时,DSP作为协处理器。为了满足汽车系统大幅扩展的嵌入式应用市场需求,处置程度大幅提高,存储容量和集成度降低。

在嵌入式操作系统的反对下,它具有动态处理的能力,与网络的耦合更加紧密。汽车SoC系统是嵌入式技术在汽车电子领域的高端应用,符合现代汽车电子控制系统功能大幅扩展、逻辑更简单、子系统间通信频率大幅提高的排斥性,代表了汽车电子技术的发展趋势。汽车嵌入式SoC系统主要应用于混合动力可调、底盘综合控制、汽车定位导航、车辆状态记录与监控等领域。

2汽车嵌入式SoC系统2.1技术特点汽车嵌入式SoC系统是嵌入式系统应用于动态多任务管理、网络耦合和通信高端的过渡产品,大大提高了汽车电子系统的实时性、可靠性和智能性。除了不具备一般嵌入式系统的全部特性外,它还有以下优点:(1)对动态多任务管理有很强的对抗性,中断响应时间为1 ~ 2s(2)具有较强的仓储区维护功能;(3)在嵌入式实时操作系统的反对下,能够合理地进行任务调度,充分利用系统资源;(4)硬件结构和软件功能扩展能力强,系统集成度大大提高,成本降低;(5)超强低功耗,汽车静态功耗豪瓦;(6)系统硬件抗干扰能力增强,适应高温、干燥、振动、电磁辐射等各种工作环境;(7)实时操作系统支持软件多线程结构,加强了系统的软件抗干扰能力;(8)获得强大的网络通信功能,不具备IEEE1394、USB、CAN、 硬件还包括嵌入式处理和外围设备,软件还包括应用软件和操作系统。软件通过数据结构、算法和通信协议构建汽车电子控制策略,硬件为软件获取操作平台,继续实施清晰控制。

嵌入式SoC硬件系统集成度较低,一般具有模块化结构,如图1(a)右图所示。在高性能CPU内核外通过IP总线扩展动态时钟模块、SRAM(静态随机存储器)和大容量FLASH,配备CAN总线和USB通信模块,无缝搭建PWM输入、多通道串口、A/D切换模块和统一缓存,反对RISC技术、多级流水线技术和片上调试技术。系统的实时处理能力、可靠性和网络通信能力大大增强。现代汽车电子系统逐渐从单一控制发展到多变量多任务协调控制,软件更加令人印象深刻,更加简单,这使得嵌入式系统不得不寻找新的软件解决方案。

嵌入式系统

图1(b)描述了汽车嵌入式SoC系统软件的典型结构。它采用基于标准化模块和通信协议的模块化软件设计,系统内部通信由交互层完成,保证了应用之间的信息传输。

网络层具有处理数据流的能力,数据流是不同系统级别之间交换信息的中间模块,只能在较小程度上集成系统资源。嵌入式实时操作系统摒弃了传统操作系统的前台和后台模式,用于总线驱动层和硬件抽象层管理I/O端口,合理分配CPU资源,使用基于优先级的事件管理策略,通过API(应用于程序接口)调用应用程序,根据邮箱、消息队列和信号量机制综合管理中断、系统不道德和任务。


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